CN105198156A

CN105198156A - 一种污水处理方法

Info

Publication number: CN105198156A
Application number: CN201510518233.5A
Authority: CN
Inventors: 邵志国; 沈莹; 胡良; 苏俊涛; 林清武; 赵放; 张宇; 黄艳玲; 邹明英
Original assignee: Jilin Design Institute
Current assignee: Jilin Design Institute
Priority date: 2015-08-21
Filing date: 2015-08-21
Publication date: 2015-12-30

Abstract

本发明提供了一种污水处理方法，方法包括：对污水依次进行厌氧、好氧生化处理和沉淀处理；使沉淀处理后的污水进入混凝反应池；使流经混凝反应池的污水进入陶瓷膜过滤器；使流经陶瓷膜过滤器的污水进入臭氧催化氧化接触池；以及使流经臭氧催化氧化接触池的污水进入活性炭池。根据本发明提供的木薯制乙醇污水深度处理技术方法，出水可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级A标准，COD浓度低于100mg/L。因此，本发明提供了一种高效、经济、稳定的木薯制乙醇污水深度处理技术方法。

Description

一种污水处理方法

技术领域

本发明涉及一种污水处理方法，更具体地，涉及一种适用于已经过厌氧和好氧生物处理后的木薯制乙醇污水的处理方法。

背景技术

随着能源需求的日益增长和石油供应紧张矛盾加剧，以及全球环境压力的不断加大，燃料乙醇以其清洁、环保和可再生性得到世界各国的普遍关注。燃料乙醇作为可再生的生物质能源之一，“十五”期间在国家重点支持下，得到了快速发展。国家发改委已明确指出，燃料乙醇的发展应以木薯、纤维素等非粮作物为原料。以木薯为原料的燃料乙醇具有成本低廉、工艺稳定可靠、不与人畜争口粮等突出特点，木薯作为燃料乙醇原料的开发潜力很大，是过渡期内替代玉米等粮食作物的最佳选择。据国家规划，2020年生物燃料乙醇年利用量达到1000万吨。因此，以薯类原料生产非粮燃料乙醇市场前景广阔。

木薯原料生产燃料乙醇的常压蒸馏蒸馏釜底排出的废液温度为105℃；差压蒸馏工艺有机物含量高，有机物的种类主要是碳水化合物及含氮化合物、生物菌体及副产品如丁醇、丙醇、甘油、有机酸等，化学需氧量(COD)高达70000mg/L以上、生化需氧量(BOD)为40000～50000mg/L、悬浮物(SS)为40000～50000mg/L。酒糟液中的悬浮固体浓度很高一般达到5％以上，其主要成分为原料残渣，有机物含量占95％左右，其余为泥沙；而且酒糟液的pH值一般为3.8-4.0。同时由于木薯中果胶含量较高，造成废酒糟固液分离困难，污水处理的难度非常大。

目前国内外薯类原料乙醇生产过程中的废醪液处理技术主要有两种工艺，分别为清液处理工艺和全糟处理工艺。

1)全糟处理工艺

全糟处理工艺是基于酒糟液中悬浮固体(酒糟)的销售价格低，甚至销售困难，而且分离困难等理由，而采取的一种将酒糟液全部进行厌氧处理的工艺。该处理工艺存在前置厌氧处理设施出水中COD浓度仍然在15000mg/L左右，颜色呈墨水状、含有大量的悬浮污泥，水温通常高达50℃以上等严重问题，给后继的好氧处理带来很大的难度。全糟处理工艺流程如下：

酒糟液→余热回收(热交换器)→沉砂池/渠→调节池→前置厌氧罐(离心分离)→投配池→厌氧处理→好氧处理→排放。

2)清液处理工艺

清液处理工艺是采取离心机或者板框压滤机先将酒糟液中的酒糟分离出来，再对其清液进行常规污水处理，工艺流程如下：

酒糟液→余热回收(热交换器)→沉砂池/渠→调节池→离心机或板框压滤机→投配池→(二级)厌氧处理→好氧处理→排放。

目前，由于木薯制乙醇废水中悬浮物和有机污染物浓度高，固液分离困难，生化系统处理后仍存在大量不可生化降解污染物，无论是全糟处理工艺还是含水清夜处理工艺，处理后排水COD一般在400～500mg/L，难以达到一级排放标准，为实现后续回用带来巨大困难。

因此，亟需寻找一种高效稳定的木薯制乙醇污水深度处理的技术方法，针对厌氧和好氧生化系统处理后的出水进一步处理，使排水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级A标准，为实现后续回用创造有利条件。

发明内容

为了解决现有技术中木薯制乙醇废液经厌氧和好氧生化处理后，出水含有大量不可生化降解的有机污染物，不能达到《污水综合排放标准》一级A标准的问题，本发明的目的在于提供一种木薯制乙醇污水深度处理技术方法以使处理后的污水达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级A标准。

根据本发明的一个实施例，提供了一种污水处理方法，所述方法包括：对污水依次进行厌氧、好氧生化处理和沉淀处理；使沉淀处理后的所述污水进入混凝反应池；使流经所述混凝反应池的所述污水进入陶瓷膜过滤器；使流经所述陶瓷膜过滤器的所述污水进入臭氧催化氧化接触池；以及使流经所述臭氧催化氧化接触池的所述污水进入活性炭池。

在上述污水处理方法中，进一步包括：在所述污水进入混凝反应池之后并且在使流经所述混凝反应池的所述污水进入陶瓷膜过滤器之前，使流经所述混凝反应池的所述污水进入絮凝剂投加系统。

在上述污水处理方法中，进一步包括：在使流经所述混凝反应池的所述污水进入陶瓷膜过滤器之后并且在使流经所述陶瓷膜过滤器的污水进入臭氧催化氧化接触池之前，使流经所述混凝反应池的所述污水进入中间水池。

在上述污水处理方法中，沉淀处理后的所述污水在所述混凝反应池中的停留时间为10分钟至40分钟，并且所述污水在所述中间水池的停留时间为20分钟至40分钟。

在上述污水处理方法中，所述混凝反应池的池体分为两格，所述两格的有效容积比为1：5，所述两格均设置有搅拌装置，所述两格的搅拌强度分别为30S^-1至80S^-1。

在上述污水处理方法中，所述絮凝剂投加系统中的絮凝剂为聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)中的一种或多种。

在上述污水处理方法中，所述陶瓷膜过滤器为碳钢或不锈钢罐体，并且所述陶瓷膜过滤器内设置有陶瓷滤芯，所述述陶瓷膜过滤器的工作压力为0.25Mpa、反洗压力为0.3MPa、反洗周期为24小时、反洗时间为5分钟至10分钟、反冲洗强度为1.0m³/m².h至2.0m³/m².h，反洗水泵出口压力控制为0.3MPa。

在上述污水处理方法中，所述臭氧催化氧化接触池为三格接触池结构，所述污水在所述臭氧催化氧化接触池中的停留时间为20分钟至60分钟，三格所占容积比例为2:5:3。

在上述污水处理方法中，臭氧投加量为确保降解每克COD消耗臭氧的量为0.6g至1.2g。

在上述污水处理方法中，所述活性炭滤池的滤速为4m/h至8m/h、活性炭粒径为1mm至5mm、活性炭填充量为所述活性炭滤池有效容积的1/5至1/4。

本发明的木薯制乙醇污水深度处理技术方法具有如下优点：由于本方法处理对象为已经过生化处理后的污水，水中多为不可生化降解有机物，而且木质素等不溶性COD所占比例较大，因此，采用过滤精度较高的陶瓷滤芯过滤器可有效截留水中悬浮物，大幅降低COD浓度，减小后续高级氧化单元臭氧消耗量，而且陶瓷滤芯过滤器反洗周期长，反洗耗水量少，能耗低。其次，采用臭氧催化氧化工艺，利用臭氧较强的氧化性，配合特殊高效催化剂，强化了氧化能力，处理效果稳定，系统运行方便。第三，本发明技术方法形成了臭氧活性炭工艺，接近臭氧饱和的污水进入活性炭滤池，在活性炭吸附剩余有机物的同时，水中溶解的臭氧可继续与有机物反应，进一步降低有机物浓度，提高COD去除率，同时也消除了被活性炭吸附的有机物，延长了活性炭吸附饱和时间，减少活性炭再生频次，节约了系统运行成本。因此，本发明提供了一种高效、经济、稳定的木薯制乙醇污水深度处理技术方法。

附图说明

图1根据本发明的实施例示出了木薯制乙醇污水处理的工艺流程。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

首先，如图1中的步骤S102所示，对污水依次进行厌氧、好氧生化处理和沉淀处理；然后，如步骤S104所示，使沉淀处理后的污水进入混凝反应池，停留时间为10分钟至40分钟。当水中SS(悬浮物)粒径较小时，为了增加过滤效果，污水进入陶瓷膜过滤器前需要投加絮凝剂，因此需设置絮凝剂投加系统，絮凝剂种类为该领域技术人员熟知的聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)中的一种或多种。

接着，如图1中的步骤S106所示，使流经混凝反应池的污水进入陶瓷膜过滤器；优选地，混凝反应池出水经离心水泵提升后进入TML系列陶瓷膜过滤器，离心水泵出口压力控制在0.2～0.3MPa。陶瓷膜过滤器为碳钢或不锈钢罐体，内设数根陶瓷滤芯，过滤器为定型设备，其材质和规格可根据处理水性质及水量选定。

接下来，如图1中的步骤S108所示，使流经陶瓷膜过滤器的污水进入臭氧催化氧化接触池，当在陶瓷膜过滤器和臭氧催化氧化接触池之间设置有中间水池时，陶瓷膜过滤器出水进入中间水池，停留时间为20～40分钟。中间水池出水进入臭氧催化氧化接触池。接触池采用此领域技术人员均熟知的三格接触池结构，水池停留时间为20～60分钟，三格所占容积比例为2:5:3，一格与二格隔墙顶部淹没于水面下，使水流沿强顶通过，二格与三格隔墙下部设一定宽度的过水通道，使水流沿隔墙底通过。臭氧投加量确保降解每gCOD消耗O₃量为0.6～1.2g。接触池内填装负载重金属的氧化铝型催化剂，催化剂上负载的重金属种类和数量不在本发明内公布。催化剂填装量为接触池有效容积的1/3。接触池底部设置本领域技术人员熟悉的臭氧曝气器，曝气器在接触池前、中、后三格的布置数量比例为2:5:3。臭氧发生装置采用本领域技术人员熟悉的电解法臭氧发生器。

最后，如图1中的步骤S110所示，使流经臭氧催化氧化接触池的污水进入活性炭池，接触池出水自流进入本领域技术人员熟悉的活性炭滤池，活性炭滤池采用下向流，滤速为4-8m/h，活性炭粒径为1～5mm，填充量为滤池有效容积的1/5～1/4，滤池底部设置本领域技术人员熟知的承托层及滤头。

实施例1

木薯制乙醇废水，已经过厌氧、好氧生化系统处理后进入沉淀池完成泥水分离。此时污水中污染物浓度为：COD＝500mg/L，BOD＝40mg/L,SS＝300mg/L，NH₃-N＝60mg/L，TP＝30mg/L，PH：6.5-8。该股污水依次进入混凝反应池、TML系列陶瓷膜过滤器、中间水池、臭氧催化氧化接触池和活性炭滤池。

其中，在该实施例中，混凝反应池为本领域技术人员熟悉的结构形式，池体分为两格，两格有效容积之比为1:5，絮凝剂投加于第一格中，两格均设搅拌装置。针对本实施例，絮凝药剂采用PAM，配置浓度为1-3‰，投加浓度为2-5‰，两格的搅拌强度分别为G＝80s^-1，混凝反应池总停留时间为30分钟。TML系列陶瓷膜过滤器为本领域技术人员熟知形式，针对本实用例，过滤器采用碳钢罐体结构，工作压力为0.25MPa，反洗压力为0.3MPa，反洗周期为24小时，反洗时间为5分钟，反冲洗强度为1.0m³/m².h，反洗水泵出口压力控制在0.3MPa。本实用例的中间水池停留时间为20分钟，采用本领域技术人员熟知的矩形水池。臭氧催化氧化接触池采用本领域技术人员熟知的三格接触池结构，水池停留时间为30分钟，三格所占容积比例为2:5:3。污水首先进入第一格，流经催化剂层沿隔墙顶流入第二格，通过催化剂层后再通过二格与三格隔墙下部过水通道流入第三格，流经催化剂层后通过出水堰排出接触池。针对本实施例，臭氧投加量确保降解每gCOD消耗O₃量为0.6～1.2g。接触池内填装负载了重金属的氧化铝型催化剂，负载重金属种类和数量不在本发明内公布，催化剂填装量为接触池有效容积的1/3。活性炭滤池采用本领域技术人员熟知下向流滤池，滤速为4-8m/h，活性炭粒径为1～5mm，填充量为滤池有效容积的1/5～1/4，滤池底部设置本领域技术人员熟知的承托层和滤头。

处理后出水水质见下表：

实施例2

木薯制乙醇废水，已经过厌氧、好氧生化系统处理后进入沉淀池完成泥水分离。此时污水中污染物浓度为：COD＝450mg/L，BOD＝46mg/L,SS＝320mg/L，NH₃-N＝50mg/L，TP＝25mg/L，PH：6.5-8。该股污水依次进入混凝反应池、TML系列陶瓷膜过滤器、中间水池、臭氧催化氧化接触池和活性炭滤池。

其中，在该实施例中，混凝反应池为本领域技术人员熟悉的结构形式，池体分为两格，两格有效容积之比为1:5，絮凝剂投加于第一格中，两格均设搅拌装置。针对本实施例，絮凝药剂采用PAM，配置浓度为1-3‰，投加浓度为2-5‰，两格的搅拌强度分别为G＝30s^-1，混凝反应池总停留时间为10分钟。TML系列陶瓷膜过滤器为本领域技术人员熟知形式，针对本实用例，过滤器采用碳钢罐体结构，工作压力为0.25MPa，反洗压力为0.3MPa，反洗周期为24h，反洗时间为10分钟，反冲洗强度为2.0m³/m².h，反洗水泵出口压力控制在0.3MPa。本实用例的中间水池停留时间为40分钟，采用本领域技术人员熟知的矩形水池。臭氧催化氧化接触池采用本领域技术人员熟知的三格接触池结构，水池停留时间为20分钟，三格所占容积比例为2:5:3。污水首先进入第一格，流经催化剂层沿隔墙顶流入第二格，通过催化剂层后再通过二格与三格隔墙下部过水通道流入第三格，流经催化剂层后通过出水堰排出接触池。针对本实施例，臭氧投加量确保降解每gCOD消耗O₃量为0.6～1.2g。接触池内填装负载了重金属的氧化铝型催化剂，负载重金属种类和数量不在本发明内公布，催化剂填装量为接触池有效容积的1/3。活性炭滤池采用本领域技术人员熟知下向流滤池，滤速为4-8m/h，活性炭粒径为1～5mm，填充量为滤池有效容积的1/5～1/4，滤池底部设置本领域技术人员熟知的承托层和滤头。

处理后出水水质见下表：

实施例3

木薯制乙醇废水，已经过厌氧、好氧生化系统处理后进入沉淀池完成泥水分离。此时污水中污染物浓度为：COD＝520mg/L，BOD＝48mg/L,SS＝315mg/L，NH₃-N＝72mg/L，TP＝26mg/L，PH：6.5-8。该股污水依次进入混凝反应池、TML系列陶瓷膜过滤器、中间水池、臭氧催化氧化接触池和活性炭滤池。

其中，在该实施例中，混凝反应池为本领域技术人员熟悉的结构形式，池体分为两格，两格有效容积之比为1:5，絮凝剂投加于第一格中，两格均设搅拌装置。针对本实施例，絮凝药剂采用PAM，配置浓度为1-3‰，投加浓度为2-5‰，两格的搅拌强度分别为G＝50s^-1，混凝反应池总停留时间为40分钟。TML系列陶瓷膜过滤器为本领域技术人员熟知形式，针对本实用例，过滤器采用碳钢罐体结构，工作压力为0.25MPa，反洗压力为0.3MPa，反洗周期为24h，反洗时间为8分钟，反冲洗强度为1.5m³/m².h，反洗水泵出口压力控制在0.3MPa。本实用例的中间水池停留时间为30分钟，采用本领域技术人员熟知的矩形水池。臭氧催化氧化接触池采用本领域技术人员熟知的三格接触池结构，水池停留时间为60分钟，三格所占容积比例为2:5:3。污水首先进入第一格，流经催化剂层沿隔墙顶流入第二格，通过催化剂层后再通过二格与三格隔墙下部过水通道流入第三格，流经催化剂层后通过出水堰排出接触池。针对本实施例，臭氧投加量确保降解每gCOD消耗O₃量为0.6～1.2g。接触池内填装负载了重金属的氧化铝型催化剂，负载重金属种类和数量不在本发明内公布，催化剂填装量为接触池有效容积的1/3。活性炭滤池采用本领域技术人员熟知下向流滤池，滤速为4-8m/h，活性炭粒径为1～5mm，填充量为滤池有效容积的1/5～1/4，滤池底部设置本领域技术人员熟知的承托层和滤头。

处理后出水水质见下表：

由以上数据可以看出，根据本发明提供的木薯制乙醇污水深度处理技术方法，出水可达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级A标准，COD浓度低于100mg/L。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种污水处理方法，其特征在于，所述方法包括：

对污水依次进行厌氧、好氧生化处理和沉淀处理；

使沉淀处理后的所述污水进入混凝反应池；

使流经所述混凝反应池的所述污水进入陶瓷膜过滤器；

使流经所述陶瓷膜过滤器的所述污水进入臭氧催化氧化接触池；以及

使流经所述臭氧催化氧化接触池的所述污水进入活性炭池。

2.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，进一步包括：在所述污水进入混凝反应池之后并且在使流经所述混凝反应池的所述污水进入陶瓷膜过滤器之前，使流经所述混凝反应池的所述污水进入絮凝剂投加系统。

3.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，进一步包括：在使流经所述混凝反应池的所述污水进入陶瓷膜过滤器之后并且在使流经所述陶瓷膜过滤器的污水进入臭氧催化氧化接触池之前，使流经所述混凝反应池的所述污水进入中间水池。

4.根据权利要求3所述的污水处理方法，其特征在于，沉淀处理后的所述污水在所述混凝反应池中的停留时间为10分钟至40分钟，并且所述污水在所述中间水池的停留时间为20分钟至40分钟。

5.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述混凝反应池的池体分为两格，所述两格的有效容积比为1：5，所述两格均设置有搅拌装置，所述两格的搅拌强度分别为30S^-1至80S^-1。

6.根据权利要求2所述的污水处理方法，其特征在于，所述絮凝剂投加系统中的絮凝剂为聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述陶瓷膜过滤器为碳钢或不锈钢罐体，并且所述陶瓷膜过滤器内设置有陶瓷滤芯，所述述陶瓷膜过滤器的工作压力为0.25Mpa、反洗压力为0.3MPa、反洗周期为24小时、反洗时间为5分钟至10分钟、反冲洗强度为1.0m³/m².h至2.0m³/m².h，反洗水泵出口压力控制为0.3MPa。

8.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述臭氧催化氧化接触池为三格接触池结构，所述污水在所述臭氧催化氧化接触池中的停留时间为20分钟至60分钟，三格所占容积比例为2:5:3。

9.根据权利要求8所述的污水处理方法，其特征在于，臭氧投加量为确保降解每克化学需氧量(COD)消耗臭氧的量为0.6g至1.2g。

10.根据权利要求1所述的污水处理方法，其特征在于，所述活性炭滤池的滤速为4m/h至8m/h、活性炭粒径为1mm至5mm、活性炭填充量为所述活性炭滤池有效容积的1/5至1/4。